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关键词： 抗坏血酸   生理功能   细胞周期   成花诱导   光合作用  

摘要： 抗坏血酸是水溶性抗氧化有机小分子,在植物中广泛存在,并可作为某些氧化还原酶的辅酶。本文主要综述了抗坏血酸在植物中的合成、转运和所参与的多种生理作用,如细胞周期调控、成花诱导、光合结构保护、碳代谢和胁迫响应等,并对今后植物中抗坏血酸的相关研究提出展望。

关键词： gametophyte   sexual expression   spore viability   young sporophyte  

摘要： Aglaomorpha cornucopia (Copel.) M.C. Roos is an endemic and rare epiphytic fern from the Philippines. Ex situ germplasm storage and growth are important complementary tools for conserving this rare fern. This study was conducted to document the reproductive biology of this species. Mature sporophylls of A. cornucopia were collected in May, 2012 from Mt. Apo, the Philippines. Each sporangium bore 64 yellow, monolete spores. The average spore size was 49.3 +/- 3.7 mm. Fresh spores germinated 100% within one week of sowing (mean germination time (MGT) <1 week). Air-dried mature spores remained completely viable even after one year of storage at 3 degrees C, although mean germination time was somewhat delayed (MGT=51.4 weeks). Spore germination was of the Vittaria-type, whereas gametophyte development was of the Drynaria-type. Adult gametophytes were cordiform-annual and gametangia were of the leptosporangiate type. Unicellular papillate hairs appeared on marginal, dorsal, and ventral surfaces of the gametophytes. Gametophytes first produced antheridia and archegonia after seven weeks of culture. Gametophytes began to sexually produce sporophytes after 13 weeks of culture. The rate of sporophyte production reached 64% after 26 weeks culture. Results of this study suggest that cold temperature spore storage and in vitro culture offer reliable techniques for conserving this rare fern.

关键词： Plasma membrane   Reactive oxygen species   Oxidative stress   Ion channels   Plant cell signaling   Programed cell death  

摘要： Oxidative stress is a complex chemical and physiological phenomenon that accompanies virtually all biotic and abiotic stresses in higher plants and develops as a result of overproduction and accumulation of reactive oxygen species (ROS). This review revises primary mechanisms underlying plant oxidative stress at the cellular level. Recent data have clarified the 'origins' of oxidative stress in plants, and show that apart from classical chloroplast, mitochondrial and peroxisome sources, ROS are synthesized by NADPH oxidases and peroxidases. ROS damage all major plant cell bio-polymers, resulting in their dysfunction. They activate plasma membrane Ca2+-permeable and K+-permeable cation channels as well as annexins, catalyzing Ca2+ signaling events, K+ leakage and triggering programed cell death. Downstream ROS-Ca2+-regulated signaling cascades probably include regulatory systems with one (ion channels and transcription factors), two (Ca2+-activated NADPH oxidases and calmodulin) or multiple components (Ca2+-dependent protein kinases and mitogen-activated protein kinases). Intracellular and extracellular antioxidants form sophisticated networks, protecting against oxidation and 'shaping' stress signaling. Research into plant oxidative stress has shown great potential for developing stress-tolerant crops. This can be achieved through the use of directed evolution techniques to prevent protein oxidation, bioengineering of antioxidant activities as well as modification of ROS sensing mechanisms. (C) 2014 Published by Elsevier B.V.

关键词： 芒属植物   生物学性状   半纤维素   木质纤维素  

摘要： 芒属植物属禾本科（***）黍亚科（Sub *** ide ae）须芒草族（*** Dumortier）甘蔗亚族（Saccharinae），多年生C4草本植物，起源于东亚，广泛分布于亚洲和太平洋岛屿地区。中国芒属植物有7个种，其中常见的种有荻（Miscanthus sacchariflorus）、南荻（Miscanthus lutarioriparius）、芒（Miscanthus sinensis）、五节芒（Miscanthus floridulus）。芒属植物具有分布广泛、适应性强、生物产量高、木质纤维素含量高等特点，是最具有开发应用价值的能源植物之一。木质纤维素组分含量和生物质产量是评价纤维素类能源植物最重要的两个指标，而对其系统的研究鲜有报道，因此有必要对中国芒属植物种质资源的木质纤维素组分含量和与产量相关的生物学性状进行系统的研究。　　本试验以中国179份不同生态区的六种野生芒属种质资源为研究对象，包括荻、南荻、芒、五节芒、双药芒和杂交种，采用HPLC-ELSD和UV-Vis测定其茎杆木质纤维素组分含量，并对株高、茎杆直径、叶片宽度、花期、越冬性和生物质产量等生物学性状进行调查;分析中国芒属种质资源茎杆组分和生物学性状的差异以及经度、纬度和海拔等地理因素对其的影响，以期评价芒属种质资源，从而筛选表现优异的生态群体。本研究得到的主要结果如下:　　1.精确测定芒属植物茎杆纤维素、半纤维素、木质素、萃取物和灰分的含量，结果显示:纤维素、半纤维素和木质素的平均含量分别为38.38±3.52％、24.23±4.21％、17.66±1.56％。　　2.对比分析荻、南荻、芒、五节芒、双药芒和杂交种等不同种芒属植物的茎杆组分，结果表明:不同种的芒属植物茎杆组分均表现出显著差异，荻和南荻的纤维素含量最高，分别为39.25±3.06％和39.97±3.96％;荻的半纤维含量最高，为26.35±3.73％，且与其他五种芒属材料差别显著;杂交种的木质素含量最低;荻和杂交种的全纤维素与木质素含量的比值最大，即荻的生物质品质要优于其它的芒属植物。　　3.对芒属植物的株高、茎杆直径、叶宽、生物产量等生物学性状进行调查，分析结果显示，不同种以及同种不同生态区的芒属植物生物学性状和茎杆组分都表现出显著差异，且杂交种优势明显，其生物质产量为33.63t·hm-2，高于其它芒属植物，比芒的生物质产量高两倍以上。　　4.分析经度、纬度、海拔等地理因素对芒属植物茎杆组分和生物学性状的影响，结果显示:生物学性状和茎杆组分与地理因素之间有较强的相关性，芒属植物茎杆中半纤维素含量与纬度呈正相关，萃取物含量与纬度呈负相关，半纤维素和灰分含量与经度呈正相关;芒属植物的株高与纬度呈负相关，茎杆直径和叶片宽度都与海拔呈正相关。因地理位置不同，生物性状、产量和品质差异极其显著，东北地区和西北地区的半纤维含量高，南方的半纤维素含量低。　　5.分析不同生态区芒属植物的茎杆组分和生物学性状，结果显示:不同生态区的芒属植物差异显著，且不同生态区均有地方性优势的生态群体。中温带和暖温带荻的纤维素含量和生物学性状方面均表现优异;亚热带荻和南荻的生物质产量高，而芒和五节芒的纤维素含量高;热带的芒和五节芒全纤维含量较同区的双药芒高。杂交种优势明显，尤其亚热带的杂交种，其生物质产量和全纤维素含量均高于同区的其它芒属植物。　　综上所述，对全国野生芒属种质资源茎杆组分含量和生物学性状进行系统研究，并按生态区进行评价，这为选育在生产上有应用潜力的适应不同生态坏境的优异芒属品种或品系奠定了科学基础。

关键词： 百里香   植物学   抗旱性   繁殖技术   挥发油  

摘要： 百里香属植物是一种赏、食、药兼用的芳香园林地被植物。辽宁省百里香属植物资源丰富,但缺少百里香属植物在辽宁的生物学特性、挥发油特性等方面的系统研究；在开发利用百里香资源的过程中,多采用大面积掠夺式滥挖的方式,打破百里香群落自然平衡。本研究摸清百里香属植物在辽宁的分布,并搜集辽宁百里香属3种2变种1变型的全部资源,建立百里香种质资源圃,观测其植物学特征和生长发育特性,优化种间分类检索依据。进而开展百里香观赏价值及对干旱胁迫的生理生化响应评价研究,选择对分布广泛、表现优异的百里香进行扦插繁育和种子萌发的繁殖技术研究和挥发油含量及成分的研究。试验明确辽宁省野生百里香资源的分类与分布,初步完善辽宁省百里香资源的评价与鉴定体系,建立百里香种质资源圃,为进一步资源保护、品种选育、应用奠定研究基础。主要研究结果如下：1、摸清了百里香在辽宁省的分布,在沈阳农业大学百草园建立了辽宁省百里香种质资源圃。蒙古百里香和兴安百里香主要分布在辽宁省西部的建平、建昌、北票、凌源、北镇、义县、阜新、彰武等地；五脉百里香和兴凯百里香在辽宁南部的大连、营口、海城有分布；长齿百里香分布在丹东、大连。通过对这5种百里香属植物的形态学的观察和比较,结果表明百里香的株高、茎节数、节间距、叶形、叶脉、叶缘、叶被毛、节间距、花梗长、花序、花萼上唇齿形等性状比较稳定,种间差异大,可以作为鉴定百里香的分类依据,并据此制定了辽宁省百里香属植物检索表。辽宁省5种百里香花粉粒为长球形。赤道面观为长椭圆形或椭圆形,极面观为六裂圆形,为6沟。五脉百里香的花粉粒最大,为32.771μm×26.51μm,P/E值最小,更接近圆球形；长齿百里香的花粉粒最小,为***26.18μm；蒙古百里香的P/E值最小,相较其形状更接近椭圆球形。从生育时期及开花习性看,长齿百里香返青较早,单花花期、单株花期、总花期、盛花期的天数均最长。兴安百里香和兴凯百里香的青绿期最长,经灰色关联法分析评价,五脉百里香地被的观赏价值较高。2、随着干旱胁迫的增加,4种百里香叶片相对含水量逐渐下降；MDA、相对电导率值逐渐增大；POD活性先升高后降低；游离脯氨酸含量、可溶性糖含量均表现为升高-降低-升高-降低的“M”型变化趋势。依据7项生理生化指标隶属函数分析法综合评定4种百里香的抗旱性,大小顺序依次为：法国百里香>五脉百里香>兴凯百里香>蒙古百里香。3、五脉百里香在沙土中适宜扦插繁育,生根率达67.5%,生根数为3.5条,根长3.20cm；沙土中植株的根长分别是育苗土、田园土的1.27、2.04倍。生根剂处理对扦插苗的根数、根长、根质量均无显著影响。上部枝条扦插后扦插苗的生根率为73.3%,根长为2.99 cm,根质量为0.0188 g,显著高于下部枝条(P<0.05)。说明,取上部枝条扦插于沙土是五脉百里香繁育的适宜条件。4、温度、干旱及其互作对法国百里香种子萌发和幼苗生长均有显著影响。0-10%PEG水分条件下,8-24℃下法国百里香种子均能良好萌发,其中以10-12℃时发芽率最高,与其余各处理呈显著性差异。当PEG-6000达15%时可显著抑制萌发,至30% PEG时仅在22-24℃下少量萌发。萌发后,0-10%PEG水分条件下,当温度为22-24℃,根长、茎长均显著高于其他处理。种子和幼苗生长均表现出对PEG模拟干旱胁迫和低温不同的响应。5、百里香不同部位的挥发油含量差异很大,含量由高到低依次为花>叶>全株>茎>根。在2种百里香中,花、叶和全株的精油含量在栽培种法国百里香中明显高于五脉百里香。百里香在不同生育时期,从花前期到花后期,精油含量表现先上升后下降的趋势,在盛花期精油含量最高,适宜在盛花期采收叶与花进行挥发油的提取。不同种百里香植株的精油含量和成分差异很大,百里香酚是百里香挥发油的重要组成成分,法国百里香的主要化学成分为百里香酚(Thymol),且含量较五脉百里香高。五脉百里香主要成分为百里香酚(Thymol)、龙脑(Borneol)。百里香挥发油的含量与植株体内的碳氮代谢有密切的关系。不同生育时期挥发油含量与部分生理生化指标的分析表明,百里香生育时期内挥发油含量与可溶性糖、全氮和蛋白氮呈负相关关系,而与全碳和碳／氮呈正相关关系。综合研究表明,法国百里香更适宜于挥发油提取研究,五脉百里香更宜于采用扦插繁殖的方法建植观赏地被。

ISBN: (纸本)9787503880551

关键词： Alpine habitat   flower scents   heterostyly   reproductive success   pollination   Primula beesiana  

摘要： Background and aims - Primula beesiana Forrest is a perennial alpine species endemic to southwest China, which is narrowly distributed in the eastern Himalaya and the Hengduan Mountains. The aim of this study is to elucidate the reproductive strategies of this heterostylous species in an alpine environment Methods - Floral scents were assessed and the pollinator assemblage and their foraging behaviour were recorded. In addition, the breeding system was investigated during 2004 and 2005 in populations from the Yulong Shan range, Lijiang County of Yunnan Province, China. Key results - Limonene was the dominant floral scent compound, accounting for 41.2%, followed by a-pinene, diacetone alcohol and myrcene. Higher fruit and seed sets from inter-morph pollination were found compared to self, intra-morph and geitogamous pollination. Significant differences in seed set after self and open pollination were detected between flower morphs in both years. Two common insect species, the bumblebee Bombus lucorum and the butterfly Hypolimnas misippus, were the most important pollinators in the examined population, they visited the inflorescences 3.3 and 2.3 times per hour, respectively. Conclusion - beesiana is an obligate outcrosser, but with some self-compatibility. Seed set of self-pollinated pins was higher than that of thrums in both years, which seems to be related to this partial self-compatibility, which is often ignored in distylous Primula species. Floral scent and petal colour provide signals for pollinator attraction, and visitation rates are high.

关键词： Caragana arborescens   Caragana laeta   fertility   flower   pollen  

摘要： Some data on flowering biology of a potentially aggressive alien species—Caragana arborescens—are presented. Micromorphological characters of flowers at different stages of development for typical plants and two cultivars (C. arborescens f. pendula and C. arborescens f. lorbergii) and also for the Central Asian C. laeta are described. The pollen fertility is defined. A number of features in which C. arborescens has a competitive superiority over closely related taxa are revealed. Arguments for C. arborescens f. lorbergii allocation as a particular taxon are adduced. © 2015, Pleiades Publishing, Ltd.

关键词： 细茎石斛   葱叶兰   镰翅羊耳蒜   繁殖生物学   兰科植物   种子非共生萌发  

摘要： 福建是中国野生兰资源较为丰富的省份之一。目前,我省兰科植物的研究主要集中在本底资源调查和区系分析上,而有关该科繁殖生物学等领域的深入研究鲜见报道。因此,本论文以细茎石斛、葱叶兰和镰翅羊耳蒜为对象,开展这3种野生兰繁殖生物学的初步研究,内容包括生境调查、开花物候期观测及其繁殖过程中影响因子的检测分析等,研究结果不仅补充了福建兰科植物繁育系统的基础资料,而且为上述3种野生兰的保育策略提供科学依据。初步研究结果如下：1、细茎石斛繁殖生物学方面三明尤溪的细茎石斛花期5-6月,5月下旬始花,种群花期20～30 d,单花花期7-16 d,平均为10.85 d。花开当日,柱头即具可授性,花粉活力为57.88%,2 d内柱头可授性和花粉活力最高,且可持续10 d左右。因此,在单花花期内,野生细茎石斛均有授粉结实的可能性。人工授粉实验结果表明,细茎石斛花不存在无融合生殖和自动自花授粉现象,且自交不亲和,但异交的结实率很高,达85%以上。因此,细茎石斛的结实必须异花授粉。目前,野外未观察到其有效的传粉者,自然结实率仅1.03%或更低,推测野生状态下细茎石斛花的传粉者不足或缺乏。野生种子活力为90.84%,显著大于人工异花(76.29%)和异源(76.93%)结实的种子(p<0.05),但人工异花与异源处理间的种子活力差异不显著(p>0.05)。因此,繁殖种苗最好选野生种子。以野生种子为材料开展非共生萌发实验,结果表明：细茎石斛种子无菌播种的最适培养基为MS+NAA0.20 mg·L-1,而原球茎增殖分化的适宜培养基是1/2MS+NAA 0.20 mg·L-1,生根培养基,则在1/2 MS培养基上添加质量浓度为0.20mg.L-1的NAA或0.40 mg.L-1的IBA时效果较好。2、葱叶兰繁殖生物学方面在垂直水平分布上,葱叶兰属低海拔野生兰,植株呈斑块状聚集分布。葱叶兰花期在3-5月,种群花期约1个月,单花花期为5.20 d。葱叶兰花粉在花后第1d和第2d的活力最高,分别为93.63%和87.91%,且差异不显著(p>0.05)；之后不断减弱,至第5d则完全失去活力。柱头在花开当日,可授性最强,在单花花期前4 d均具有可授性。葱叶兰的花自交亲和,但不存在无融合生殖和自动自花授粉的现象,必须通过一定的传粉媒介才能结实。野外观察发现,葱叶兰有3种不同的访问者,2种为蚂蚁(其中一种体型较大),另一种为姬蜂科的蝇类,蝇类的具体种类尚待鉴定。体型较大的蚂蚁(初步鉴定为日本弓背蚁Camponotus japonicus Mayr)是有效传粉者,而蝇类则有待继续观察后确认。蚂蚁传粉的过程如下：花的唇瓣与花瓣及中萼片共同构成葱叶兰花传粉的功能性结构,该结构有足够的空间供蚂蚁进出,当蚂蚁极力吸食唇瓣底部的花蜜时,抬头会触碰药帽,花粉团通过粘盘牢固地粘在蚂蚁头部而被移出带走。当它再次访问其它花时,头部携带的花粉块会无意地粘在柱头上,从而完成授粉过程。蚂蚁采用重复访问葱叶兰单花和花序的传粉模式,增加了其授粉的机率,但该模式不可避免地会导致自花授粉和同株异花授粉现象的发生,即自交授粉,进而导致种群衰退。经检测野外种子活力较低,仅32.93%,也证实了这一点。因此,葱叶兰种群延续主要靠营养繁殖。从这意义说,一旦葱叶兰的生境遭到破坏,其种群就濒临灭绝,保护时应重点保护其生境。3、镰翅羊耳蒜繁殖生物学方面镰翅羊耳蒜自然生长于荫湿的岩壁上和近溪谷的树干中、下部。花期11-1月,种群花期约28 d,单花花期约9 d。花期内,镰翅羊耳蒜花粉的活力和柱头可授性均在第1d最强。但单花花期内花粉活力很低,第1d仅为36%,这可能与供试培养液不适合其花粉萌发有关。镰翅羊耳蒜自交与异交的结实率均高于70%,表明其为自交亲和的种类,能自动自花授粉,但不存在无融合生殖现象。自花传粉可能机制是通过蕊柱与花序轴水平线夹角的改变来实现,花蕾时锐角而花开放变为钝角,这时蕊柱中央的凹陷和边缘的窄翅,形成一个天然的“滑道”,加之蕊喙退化,花序和花粉块在外界因素如风吹摇曳、蚂蚁的爬行等协助下,花粉块借自身的重力作用,可“顺道”自然滑入柱头腔实现自花传粉。镰翅羊耳蒜野生种子活力显著高于人工授粉处理的(p<0.05),且人工异交也显著高于自花、对照和套袋组的(p<0.05),野生种子活力高达86.80±2.62%,提示镰翅羊耳蒜种子萌发率高,这与野生种群中具有较多实生苗相符。由于条件的限制及时间的不足,对于上述3种野生兰科植物繁殖生物学的研究仅获得初步结果,部分数据也有待充实和验证。

关键词： 红树植物   桐花树   秋茄   内生真菌   次级代谢产物   菌株NAcFL10   Botryosphaeria sp.SCSIO KcF6   生物学活性  

摘要： 红树林生态系统是我国海岸带湿地生态系统的重要类型之一,红树林植物蕴藏着丰富且生物学活性多样的微生物资源,其共附生的内生真菌具有独特的代谢途径和遗传背景。同时,红树林植物内生真菌作为一种海洋微生物资源,已日渐成为新药研发的重要源泉。本文对分离自广东省广州市南沙区红树植物桐花树的内生真菌菌株NAc FL10和分离自广东省深圳市大亚湾红树植物秋茄的内生真菌菌株Botryosphaeria *** Kc F6进行了系统的次级代谢产物及其生物学活性研究。对菌株NAc FL10进行大米培养基发酵,采用硅胶MPLC、Sephadex LH-20凝胶柱色谱、常压硅胶柱色谱以及半制备高效液相色谱仪等手段对其发酵培养物进行分离纯化,得到8个化合物,通过各种波谱数据(NMR,MS,IR,CD)、文献对照等手段鉴定其中8个化合物,分别为:Leptosphaerin(G1),二氢-4-羟基-5-羟甲基-2-呋喃酮(G2),5-羟甲基糠醛(G3),3,5,6-三甲基-2,4-二羟基苯甲酸乙酯(G4),胸苷(G5),对羟基苯乙醇(G6),麦角甾醇(G7),邻苯二甲酸正丁酯(G8)。对菌株Botryosphaeria *** Kc F6进行大米发酵,采用硅胶柱MPLC、Sephadex LH-20凝胶柱色谱、常压硅胶柱色谱以及半制备高效液相色谱仪等手段对其发酵培养物进行分离纯化,得到34个化合物,通过现代波谱学手段(1D-NMR,2D-NMD,MS,IR,CD)及文献对照,鉴定了其中25个化合物,其中化合物K1,K2,K3是新化合物,K8,K9是新天然产物。这些化合物分别是:Botryoisocoumarin A(K1),Botryosphaerin A(K2),Botryosphaerin B(K3),Orthosporin(K4),Monocerin(K5),大黄素(K6),1,6,8-三羟基-3-(羟甲基)-蒽醌(K7),(1R,2S,4S)-四氢化萘-四醇(K8),(1S,2S,4S)-四氢化萘-四醇(K9),(1R,2S,4S)-4-氧甲基-四氢化萘-三醇(K10),Regilolne(K11),5-羟基-7-氧甲基-4,6-二甲基异苯并呋喃酮(K12),5-羟基-7-氧甲基-4-甲基异苯并呋喃酮(K13),(R)-8-氧甲基-3-甲基异色瞒酮(K14),6,8-二羟基-3-甲基异香豆素(K15),(3R,4S)-4,8-二羟基-3-甲基异色瞒酮(K16),异香草酸(K17),原儿茶酸甲酯(K18),11-Epiterpestacin(K19),Fusaproliferin(K20),麦角甾-6,22-二烯-5α,8α-环二氧-3-醇(K21),对羟基苯甲醛(K22),胸苷(K23),2’-甲氧基腺苷(K24),5-甲基苯-1,3-二醇(K25)。化合物K1,K3有显著的抗COX-2活性,IC50值分别为6.15μM,1.12μM.化合物K12有显著的抗COX-1活性,IC50值为7.08μM。化合物K5对流感病毒H1N1和H3N2有中等强度的抗病毒活性,IC50值分别为3.28μM和1.12μM。